yleinen. tutkimus. tekniikka

Voiko pimeää ainetta esiintyä maapallolla tai aurinkokunnassa?

Viimeksi, vuonna 2014, astrofyysikko LisaRandall ja Matthew Rees Harvardin yliopistosta ovat ehdottaneet, että Oort-pilven suurimmat painovoiman häiriöt voivat johtua näkymättömästä ohuesta eksoottisen pimeän aineen levystä. Tähtitieteilijät uskovat, että pimeä aine - salaperäinen aineen muoto, joka on vuorovaikutuksessa vain painovoiman välityksellä - muodostaa noin 85 prosenttia kaikista maailmankaikkeuden aineista. Yllättäen kaikki näkyvät aineet eli planeetat, tähdet, sumuja ja galaksit muodostavat vain 15 prosenttia kokonaismäärästä. Pimeää ainetta on mahdotonta nähdä, mutta se taipuu aika-aikaa kuten tavallinen aine, vaikka se tietysti ei ole. Lisäksi se ei voi edes koostua samoista hiukkasista, jotka muodostavat kaiken meille tutun, muuten voimme nähdä sen. Tutkijat huomauttavat, että jokaisesta neutronista, protonista ja elektronista koostuvasta tavallisen aineen kilogrammasta on viisi kiloa pimeää ainetta, jota ei tiedetä mitä. Mutta jos tätä salaperäistä ainetta on olemassa koko maailmankaikkeudessa, löydetäänkö sitä täältä maapallolta?

Pimeä aine ei osallistu sähkömagneettiseen vuorovaikutukseen, mikä tarkoittaa, että sitä ei tarkkailla suoraan.

Vieraat Oortin pilvestä

Vuonna 1997 Comet Hale-Bopp lumoi maapallon,kulkee aurinkokunnan läpi. Tämä taivaallinen vaeltaja osoittautui olevan kaukaisesta Oortin pilvestä - alueelta, josta kaikki komeetat ilmestyvät ja joka ympäröi aurinkokuntamme ulompaa osaa. Tämä komeettatalletus sai nimensä Jan Oortin kunniaksi, epätavalliselle tutkijalle, joka selitti vuonna 1932 galaksimme näkyvän aineen ja sen tähtien nopeuden välisen järjettömän ristiriidan.

Oort totesi Linnunradan täyttyväntuntematon aineen tyyppi, jota ei ole koskaan aikaisemmin löydetty missään muodossa, ei täältä maapallolta eikä mistään muualta, koska se ei ole vuorovaikutuksessa valon kanssa ja sitä ei voida käyttää suoraan havaitsemiseen. Tähtitieteilijä nimitti tämän salaperäisen aineen pimeä aine... Hänen työnsä mukaan pimeän näkyvät vaikutuksetasiat ilmenevät vain epäsuorasti painovoiman kautta, joka taipuu aika-aikaa. Mielenkiintoista on, että kaikki lukuisat 1930-luvulta lähtien tehdyt kokeet ovat tulleet samaan johtopäätökseen.

Hale-Boppin komeetta voitiin tarkkailla paljaalla silmällä pitkään 18 kuukautta. Sitä pidetään 1900-luvun havaituimpana komeettana ja mahdollisesti koko avaruustutkimuksen historiassa.

Pimeää ainetta on kaikkialla, galaksien ympärillä, oman Linnunradan ympärillä ja kaikkialla maailmankaikkeudessa.

Joten pimeä aine maailmankaikkeudessa on viisi kertaaenemmän kuin tavallisesti. Mutta koska se ei sovellu suoraan havainnointiin, ehkä kannattaa sitä etsiä katsomatta kaukaisiin galakseihin, mutta juuri täällä maan päällä (tai ainakin aurinkokunnassamme)?

Pimeän aineen etsiminen

Teoreettisen fyysikon Stephen Adlerin mukaanPrinceton Advanced Institute for Advanced Study, jos maan ja kuun massa yhdessä mitattuna näyttää olevan suurempi kuin niiden massa erikseen, tämä ero voidaan selittää tumma aine halo heidän välillään.

Adler päätyi tähän johtopäätökseen osittain sen jälkeentutkimukset, joissa kuun massa mitattiin kuun kiertoradoilla ja maan massa geodeettisilla satelliiteilla LAGEOS, jotka ovat olleet kiertoradalla monien vuosien ajan. Satelliitteihin ammutut laserit osoittavat kunkin satelliitin kiertoradan säteen ja ajan, joka kuluu kullekin kiertoradan suorittamiseen. Tällaisten mittausten perusteella tutkijat voivat laskea satelliittien painovoiman ja siten tämän vetovoiman massamäärän.

Tämä kuva näyttää maapallon, jota ympäröivät teoreettiset tumman aineen säikeet, joita kutsutaan "karvoiksi".

Mietit: Onko pimeää ainetta todella olemassa?

Sitten Adler tarkasteli mitattuja tutkimuksiaetäisyys maasta kuuhun käyttämällä lasereita, jotka hyppäävät pois Apollo-tehtävien asettamista kuun peileistä. Jos maapallolla on epätavallisen vahva vetovoima kuuhun, joka on noin 384 000 kilometrin päässä kuin noin 12 300 kilometrin päässä olevat LAGEOS-satelliitit, lisävetovoima voi johtua kuun ja keinotekoisten satelliittien välisestä pimeästä aineesta.

"Käytettävissä olevan näytön perusteella, että välilläMaa ja kuu sisältävät enintään 24 biljoonaa tonnia pimeää ainetta. Tällainen pimeän aineksen halo voisi selittää Pioneerin, Galileon, Cassinin, Rosettan ja lyhyen kantaman avaruusalusten kiertoradoilla havaitut poikkeamat ", toteaa Adler.

Adler ehdottaa myös pimeää ainettavoi olla dramaattinen vaikutus aurinkokuntamme neljään kaasujättiin - Jupiteriin, Saturnukseen, Uraaniin ja Neptunukseen. Jos nämä massiiviset maailmat vangitsevat painovoimaisesti pimeää ainetta, niin pimeän aineen hiukkaset voivat kirjaimellisesti törmätä niihin - nämä ovat harvinaisia ​​tapahtumia, mutta riittäviä lämmittämään kaasujättejä ja selittämään, miksi näiden planeettojen (ja jopa maan) sisätilat näyttävät kuumemmilta kuin tunnetut mekanismit .

Pimeää ainetta on läsnä kaikkialla maailmankaikkeudessa. Joten ehkä se on myös maapallolla?

Planeetojen mahdollinen lämmitys pimeällä aineella on myösvoisi olla vihje aineen tuntemattomista ominaisuuksista - esimerkiksi kuinka usein se törmää tavalliseen aineeseen, vai kerääkö pimeä aine tähtien ja planeettojen ympärille sen sijaan, että se leviäisi tasaisesti koko galaksissa. Kuten Scientific American kirjoittaa, jos pimeän aineen hiukkaset ovat heidän omia hiukkasiaan, kuten jotkut tutkijat ehdottavat, niiden tuhoamisen aikana vapautuva energia lämmittää planeettoja paljon enemmän kuin vain törmäykset atomien kanssa. Tällainen skenaario tarkoittaisi, että pimeä aine ei voi sakeutua paljon aurinkokunnassamme, muuten aurinkokunta olisi paljon kuumempi.

Katso myös: Voiko pimeä aine olla iso räjähdys vanhempi?

Astrofyysikko Annika Peter KaliforniastaTeknillinen instituutti on skeptinen, että pimeä aine muuttaa planeettojen lämpöä, sanomalla, että se vaatii "epärealistisia määriä pimeää ainetta". Ja Ohion osavaltion yliopiston tähtitieteilijä Andrew Gould epäilee, että aurinkokuntaan on kertynyt paljon pimeää ainetta - hän väittää, että gravitaatiovaikutuksen planeettojen kanssa pitäisi periaatteessa heittää se pois, samoin kuin ne puhdistivat suurimman osan aurinkokunnan alkuperäisestä normaalista aineesta. Kuitenkin, kun aurinkokunta käy läpi galaksia, se voi kerätä lisää pimeää ainetta.

Tavalla tai toisella tällä hetkellä olemassaoloa vartenkaikki aurinkokunnan tummat aineet ovat yhtä salaperäisiä kuin sen läsnäolo kaikkialla. Luuletko tutkijoiden löytävän pimeää ainetta lähitulevaisuudessa ja mitä tämä löytö tuo ihmiskunnalle? Odotamme vastausta täällä sekä tämän artikkelin kommenteissa.

Facebook -ilmoitus EU: lle! Sinun täytyy kirjautua sisään nähdäksesi ja julkaistaksesi FB -kommentteja!